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Direct Determination of the Energy Required to Operate a Single Molecule Switch

Authors :
Ch. Loppacher
R. Lüthi
James K. Gimzewski
M. Bammerlin
Reto R. Schlittler
M. Guggisberg
Hao Tang
Christian Joachim
Ernst Meyer
Oliver Pfeiffer
Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence (IM2NP)
Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, 2003, 90 (6), ⟨10.1103/PhysRevLett.90.066107⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 90 (6), ⟨10.1103/PhysRevLett.90.066107⟩, Scopus-Elsevier
Publication Year :
2003
Publisher :
HAL CCSD, 2003.

Abstract

Using a noncontact atomic-force and scanning-tunneling microscope in ultrahigh vacuum, we have measured the switching energy of a single molecule switch based on the rotation of a di-butyl-phenyl leg in a Cu-tetra-3,5 di-tertiary-butyl-phenyl porphyrin. The mechanics and intramolecular conformation of the switched leg is controlled by the tip apex of the noncontact atomic-force microscope. The comparison between experimental and calculated force curves shows that the rotation of the leg requires an energy less than 100 x 10(-21) J, which is 4 orders of magnitude lower than state-of-the-art transistors.

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, 2003, 90 (6), ⟨10.1103/PhysRevLett.90.066107⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 90 (6), ⟨10.1103/PhysRevLett.90.066107⟩, Scopus-Elsevier
Accession number :
edsair.doi.dedup.....76b2812b9aa2eb033a4a536ce9d779ff
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.066107⟩